光スイッチ、光測定装置、および光測定方法
【課題】 簡易な構造でコンパクトであり、かつ、短時間で多くの検体を正確に分析可能な光測定装置に用いられる光スイッチ等を提供する
【解決手段】 異なる波長の光源３ａ、３ｂ、３ｃそれぞれは、フィルタ５ａ、５ｂ、５ｃ、レンズ７を介して集光されて、ファイバ９ａ、９ｂ、９ｃに導光される。フィルタ５（５ａ、５ｂ、５ｃ）は、それぞれの光源３（３ａ、３ｂ、３ｃ）に対して設けられ、対応する光源の発する光の波長のみを透過するフィルタである。光スイッチ１１は、ファイバ９ａ、９ｂ、９ｃからの光を、それぞれファイバ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、・・・、１３ｌのそれぞれに切り替えて光接続を行うものである。光スイッチを動作させることで、複数の全ての検体に対して、全ての光源からの光を順次照射することができる。
【解決手段】 異なる波長の光源３ａ、３ｂ、３ｃそれぞれは、フィルタ５ａ、５ｂ、５ｃ、レンズ７を介して集光されて、ファイバ９ａ、９ｂ、９ｃに導光される。フィルタ５（５ａ、５ｂ、５ｃ）は、それぞれの光源３（３ａ、３ｂ、３ｃ）に対して設けられ、対応する光源の発する光の波長のみを透過するフィルタである。光スイッチ１１は、ファイバ９ａ、９ｂ、９ｃからの光を、それぞれファイバ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、・・・、１３ｌのそれぞれに切り替えて光接続を行うものである。光スイッチを動作させることで、複数の全ての検体に対して、全ての光源からの光を順次照射することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検体から励起される蛍光を測定する光測定装置に用いられる光スイッチ等に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、生物のＤＮＡ、タンパク質、細胞等の検体の分析を行う方法として、検体の種類毎に特異的蛍光を付し、これに光を照射することで発光する蛍光を定量的に測定することで、検体の分析を行う方法がある。
【０００３】
例えば、検体が試料室であるウェルに入れられ、検体に対して上部または側方より蛍光物質を励起するＲＧＢレーザやＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を照射することで、ウェル内で発光する蛍光を光電子増倍管（ＰＭＴ：Ｐｈｏｔｏｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒ Ｔｕｂｅ）や光ダイオード（ＰＤ：Ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ）あるいは撮像素子と光フィルタの組合せなどで測定することで、検体の分析が行われる。
【０００４】
特に、近年は、複数のウェルが設けられ、複数のウェルのそれぞれに検体が入れられ、これらを順次自動で計測することで、より多くの検体を効率良く測定することが要求される。
【０００５】
このような光測定を行う装置は種々開発されており、たとえば、光ファイバからの励起光を蛍光物質に向けて照射させるとともに、蛍光物質からの蛍光を光ファイバに向けて反射させるように、可動ミラー切り替えて使用する光スイッチがある（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２４７８９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載された光スイッチは、光ファイバから光が出射され、出射された光をミラーによって反射させて対象物質に照射するため、光ファイバから照射対象までの光路が長く、この部分での散光による光の損失が大きくなる。したがって、対象物質より発生する微小な蛍光をミラーで反射させて光ファイバに導入することは困難である。
【０００８】
このため、特許文献１では、光路中に複数の光学レンズを設置し、光の散光を抑制する必要があるが、このため、装置の小型化の障壁となる。また、光ファイバ、光学レンズ、反射ミラー等の光軸の調整にも精度を要する。特に、多くのウェル内の検体を自動で測定するためには、ウェルと同数の反射ミラーおよび光学レンズが必要となり、装置の大型化やコスト増になる。
【０００９】
一方、光スイッチを使用せず、それぞれのウェルに対して光源および検出器をウェルと同数設置したのでは、極めて大型で高価な装置となる。
【００１０】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、簡易な構造でコンパクトであり、かつ、短時間で多くの検体を正確に分析可能な光測定装置に用いられる光スイッチ等を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前述した目的を達するために第１の発明は、光測定装置に用いられる光スイッチであって、
複数の孔からなる第１の孔群が同心円状に配置された第１の固定部と前記第１の固定部と対向するように回転可能に設けられる第１の回転体と前記第１の回転体を回転させる駆動部とを具備し、
前記第１の回転体には、前記第１の固定部との対向面側の前記第１の孔群に対応する位置と前記第１の固定部との対向面とは逆側の面の回転中心位置とを光学的に接続するファイバが内蔵され、
前記第１の回転体を回転させることで、前記第１の孔群の任意の孔と前記第１の回転体に内蔵されるファイバとが光学的に接続可能であることを特徴とする光スイッチである。
【００１２】
前記光スイッチはさらに複数の孔からなる第２の孔群が同心円状に配置された第２の固定部と前記第１の回転体と前記第２の固定部との間に回転可能に設けられる第２の回転体と前記第２の回転体を回転させる駆動部とを具備し、
前記第２の回転体は、前記第１の回転体と同一の回転軸上で回転可能であり、前記第２の回転体には、前記第１の回転体との対向面側の回転中心位置と前記第２の固定部との対向面側の前記第２の孔群に対応する位置とを光学的に接続するファイバが内蔵され、
前記第１の回転体および前記第２の回転体を回転させることで、前記第１の孔群の任意の孔と前記第２の孔群の任意の孔とを光学的に接続可能であることが望ましい。
【００１３】
前記第１の孔群のそれぞれの孔には、前記第１の回転体側に照射可能なそれぞれ波長の異なる光源が光学的に接続されており、前記第１の孔群の任意の孔から前記第１の回転体のファイバに対して前記光源からの出射光を出射し、前記第１の回転体と前記第２の回転体の互いの回転中心で出射光を光学的に接続し、前記第２の回転体のファイバからの出射光を前記第２の孔群の任意の孔に設けられたファイバに出射可能であることが望ましい。
【００１４】
この場合には、それぞれの前記光源の後方に前記光源から出射される波長の出射光を光軸方向に透過し、検体から発生した戻り光を光軸方向に対して所定角度で反射するフィルタがそれぞれ設けられ、前記第２の孔群の任意の孔に設けられたファイバから前記第２の回転体のファイバに対して検体からの戻り光を入射させ、前記第２の回転体のファイバからの戻り光を前記第１の回転体を介して前記第１の孔群の任意の孔に入射させ、前記フィルタで前記戻り光を光軸方向から所定角度で反射させ、光検出器で戻り光を検出可能であることが望ましい。
【００１５】
また、それぞれの前記光源および前記フィルタは、前記第１の固定部に内蔵され、それぞれレンズを介して前記第１の孔群の孔より出射可能であってもよい。
【００１６】
第１の発明によれば、光源側と検体へ光を照射可能なファイバ側とが光スイッチを介して光接続されるため、一つの光源からの光を、光スイッチを切り替えることにより、複数（マルチ）のファイバに導光させて複数のウェルに光を照射することができるとともに、複数のウェルからの蛍光を検出可能である。また、光スイッチは、互いに対向する一対の回転体の動作によって相対位置を移動させることができるため、構造が簡易であり、光路の切り替えも迅速である。
【００１７】
この際、光源側および検体へのファイバが、それぞれ固定部に接続されるため、光源からの光または検体へ（検体から）の光を導光するファイバが動くことがない。したがって、光スイッチが動作しても、それぞれのファイバに変位が生じることがない。このため、光ファイバの曲がりや振動に伴う光伝送ロスの増大や、光伝送ロスの変動が生じることがない。これにより、検体に照射される照射光の強度とウェルと複合ファイバの照射部および受光部の位置関係が変動することがないので、蛍光の測定精度を高く保つことができる。
【００１８】
また、一対の回転体同士の光接続は、それぞれの回転体の回転中心であるため、それぞれの回転体の回転位置によらず、確実に光接続がなされる。なお、それぞれの回転体および固定部は、ギャップを介しているため、回転体と固定部とが接触することによる動作不良や摩耗、光ファイバ端面への傷の発生などが生じることはない。
【００１９】
また、光源の前方に、光源から出射される波長の出射光を光軸方向に透過し、検体から発生した戻り光を光軸方向に対して所定角度で反射するフィルタを設けることで、光源からの出射光を検体方向に出射するとともに、検体からの戻り光を検出器側に反射させて蛍光を検出することができる。
【００２０】
また、フィルタと光源を固定部内部に内蔵することで、よりコンパクトな光源内蔵の光スイッチを得ることができる。
【００２１】
なお、複数の光源と複数のウェルとの接続は、回転体の相対位置によって定まるが、いずれの光源をどのウェルに照射させて蛍光を検出するかは、別途設けられる制御部等により決めることができる。すなわち、あらかじめ設定された順序で、各光源からの光を順次各ウェルに照射させて、各ウェルからの蛍光を検出し、得られた光情報はいずれのウェルからの蛍光（いずれの光源からの蛍光）であるかは自動的に制御されて記録される。
【００２２】
第２の発明は光測定装置であって、前述した光スイッチを用い、複数の光源からの出射光を前記光スイッチの前記第２の孔群の孔それぞれに設けられる照射・受光ファイバを介して検体が入れられる複数の試料室それぞれに照射するとともに、それぞれの前記検体からの戻り光を前記照射・受光ファイバで受光し、前記光スイッチを介して前記光検出器で戻り光を検出可能であることを特徴とする光測定装置である。
【００２３】
第２の発明によれば、光スイッチを用いて、光源側とウェル照射側ファイバとの光接続を切り替えることが可能であるため、複数（マルチ）の試料室の検体に対して光スイッチを切り替えることで順次測定を行うことができる。このため、迅速な測定が可能である。
【００２４】
第３の発明は光測定方法であって、前述の光測定装置を用い、前記第１の孔群の孔と、前記第２の孔群の孔とを前記光スイッチで光接続し、前記光源から前記検体に出射光を照射するとともに前記検体からの戻り光を前記検出器で検出し、前記第１の回転体および前記第２の回転体の少なくとも一方を動作させ、前記第１の孔群の孔および前記第２の孔群の孔の少なくとも一方の位置を切り替えることで、任意の光源と任意の検体とを光接続し、複数の光源により複数の検体の測定を行うことを特徴とする光測定方法である。光源側と試料室側との光接続を順次切り替えて、光スイッチを動作させて複数の光源により複数の検体の測定を行うときに、照射する光源情報と照射される検体に対応する試料室位置情報とを、光検出器で検出した光強度情報と対応させ、必要に応じてコンピュータ等の記憶部あるいは外部記憶媒体に保存してもよい。さらに、測定した前記光強度情報とあらかじめ設定された基準光強度情報との比較を行い、表示部に出力してもよい。
【００２５】
第３の発明によれば、光源側とウェル照射側のファイバとの光接続を切り替えることが可能であるため、複数（マルチ）の試料室の検体に対して光スイッチを切り替えることで順次測定を行うことができる。このため、迅速な測定が可能である。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、簡易な構造でコンパクトであり、かつ、短時間で多くの検体を正確に分析可能な光測定装置に用いられる光スイッチ等を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】蛍光測定装置１の構成を示す概略図。
【図２】蛍光測定装置１の光路を示すブロック図。
【図３】光スイッチ１１の構成を示す正面図。
【図４】光スイッチ１１の構成を示す断面図。
【図５】（ａ）は光スイッチ１１における図４のＰ−Ｐ線矢視図、（ｂ）は光スイッチ１１における図４のＱ−Ｑ線矢視図。
【図６】（ａ）は光スイッチ１１における図４のＲ−Ｒ線矢視図、（ｂ）は光スイッチ１１における図４のＳ−Ｓ線矢視図。
【図７】（ａ）は回転体２９ａと固定部２１ａとの境界近傍の拡大図であり、図４のＴ部拡大図、（ｂ）は回転体２９ａと回転体２９ｂとの境界近傍の拡大図であり、図４のＵ部拡大図。
【図８】回転体２９ａ、２９ｂの回転に伴い、固定部２１ａ側に設けられるファイバ９ａ〜９ｃと、固定部２１ｂ側に設けられるファイバ１３ａ〜１３ｃの相対位置変化を示す模式図。
【図９】トレイ３５に対するウェルの配置を示す図。
【図１０】トレイ３５の移動に伴う、各ウェルに対する照射・受光部の配置を示す図。
【図１１】光スイッチ４０の構成を示す断面図。
【図１２】光スイッチ５０の構成を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。図１は第１の実施の形態にかかるマルチ光測定装置である蛍光測定装置１を示す構成概略図であり、図２は蛍光測定装置１における光路を示すブロック図である。蛍光測定装置１は、主に、光源３（３ａ、３ｂ、３ｃ）、フィルタ５（５ａ、５ｂ、５ｃ）、光スイッチ１１、光検出器１７（１７ａ、１７ｂ、１７ｃ）、およびこれらの光の導光路となる各ファイバ等から構成される。
【００２９】
光源３ａ、３ｂ、３ｃは、検体に照射する光を発する部位であり、例えばＲＧＢレーザ（半導体レーザ）やＬＥＤが使用できる。光源３ａ、３ｂ、３ｃは、それぞれ波長が異なる光を発するものであり、例えば、赤（波長６３５ｎｍ、１０ｍＷ）、緑（波長５３２ｎｍ、１０ｍＷ）、青（波長４７３ｎｍ、１０ｍＷ）のＲＧＢレーザなどの半導体レーザ等が適用できる。なお、光源としては、上記波長のものには限られず、測定する検体の種類や発光する蛍光（またはその他の光）に応じて、適用される光源の種類および個数を適宜選択することができ、たとえばＬＥＤにフィルタを組み合わせて使用することなども可能である。
【００３０】
また、異なる波長の光源３ａ、３ｂ、３ｃは、図示を省略した制御装置によってそれぞれのｏｎ／ｏｆｆ（または光シャッタ動作等）が制御され、任意の光源のみを選択して発光させることも可能である。
【００３１】
異なる波長の光源３ａ、３ｂ、３ｃそれぞれは、フィルタ５ａ、５ｂ、５ｃ、レンズ７を介して集光されて、ファイバ９ａ、９ｂ、９ｃに導光される。フィルタ５（５ａ、５ｂ、５ｃ）は、それぞれの光源３（３ａ、３ｂ、３ｃ）に対して設けられ、対応する光源の発する光の波長のみを透過するフィルタである。したがって、光源３から照射された光は、フィルタ５をすべて透過し、後方のレンズ７で集光されて各ファイバ９（９ａ、９ｂ、９ｃ）に導光される（図１の矢印Ａ方向）。
【００３２】
フィルタ５は、それぞれ、光源からの光の光軸から所定角度（例えば４５°）の角度で配置される。したがって、光源の波長と異なる波長の光は、フィルタ５を透過せず、フィルタの設置角度に応じて反射される。たとえば、ウェル側からの戻り光に、光源の波長と異なる波長成分が含まれれば、当該光成分はフィルタ５を透過せずに反射される（図１の矢印Ｂ方向）。反射された光は検出器１７（１７ａ、１７ｂ、１７ｃ）に導入されて検出される。なお、必要に応じて、各フィルタ５と各検出器１７との間に、さらにフィルタを設けてもよい。フィルタ５によって反射した光源の波長成分を除去するためである。また、レンズ７としては、集光用レンズとして、周知のいかなるものも使用できる。
【００３３】
ファイバ９（９ａ、９ｂ、９ｃ）は、異なる波長の光源３ａ、３ｂ、３ｃからの光を光スイッチまで導くものである。ファイバ９は、ガラスファイバまたはプラスチックファイバであり、プラスチックファイバであることが望ましい。プラスチックファイバとしては、例えば、コア材質がポリメタクリル酸メチル樹脂またはポリスチレンであり、クラッド材質がフッ素樹脂等で構成され、コア径が４００μｍ、クラッド厚さが１００μｍ（外径が６００μｍ）程度のものが使用できる。なお、プラスチックファイバに代えて、同程度の径のガラス製ファイバを用いることもできる。
【００３４】
光スイッチ１１は、ファイバ９ａ、９ｂ、９ｃからの光を、それぞれファイバ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、・・・、１３ｌのそれぞれに切り替えて光接続を行うものである。ファイバ１３（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、・・・、１３ｌ）は、光を試料室に照射するための照射光路となるものである。なお、ファイバ１３は、前述したファイバ９と同様の構成であるため、重複した説明は省略する。
【００３５】
ここで、以下の図においては、特に記載がない限り、異なる波長の３つの光源３ａ、３ｂ、３ｃからの光を１２のファイバに切り替える例を示すが、ファイバ１３（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、・・・、１３ｌ）の本数は、測定する試料室の数に応じて決定される。たとえば、一列に１２個を超える試料室（ウェル）が配置される場合には、試料室数に応じた本数のファイバ１３が用いられる。また、例えば、光ファイバの本数は試料室の列数に応じて、列数と一致させるか、あるいは、試料の列数の整数分の一とすればよい。光ファイバ１３の本数を試料室の列数の整数分の一とした場合は、試料室を所定ピッチ移動させて順次測定することもできる。
【００３６】
光スイッチ１１は、例えば、光源３ａからの光を、ファイバ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、・・・、１３ｌのそれぞれに対して順次送ることができ、また、ファイバ１３ａに対して、異なる波長の光源３ａ、３ｂ、３ｃそれぞれの光を順次送ることも可能である。すなわち、光スイッチを動作させることで、複数の全ての検体に対して、全ての光源からの光を順次照射することができる。なお、光スイッチ１１の詳細な構成については後述する。
【００３７】
ファイバ１３（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、・・・、１３ｌ）の下方には、レンズ１４（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、・・・、１４ｌ）を介して試料室１５（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、・・・、１５ｌ）がそれぞれ配置される。試料室１５内部には、それぞれ、測定対象となる検体があらかじめ配置される。試料室１５は、プラスチック製の容器である。
【００３８】
ファイバ１３の照射側端部からの光は、レンズ１４を介して試料室１５の上方から内部の検体に対して照射される。検体には必要に応じて、予め試料ごとに特異的蛍光が付されており、検体毎に、照射された光に対応した蛍光を発生する。
なお、前述のようにファイバ１３ａに複数の光源３ａ、３ｂ、３ｃそれぞれの光源からの光を照射する場合のように、一つの試料室に複数の光源からの光を順次照射する場合には、試料室毎に、付与する蛍光については、特定の蛍光の蛍光強度を変えてもよく、または複数の蛍光の蛍光強度を変えて組み合わせることにより、バーコード化した蛍光を用いることができる。このように、複数の蛍光を、蛍光強度を変えて組み合わせることにより、より多様な検査を同時に行なうことができる。尚、各試料室に複数の蛍光を組み合わせて強度を変えて用いる場合は、検出器は、蛍光波長と強度の相違を区別するために、１つの試料室に対して、順次複数種の光源を照射して、蛍光強度も照射した光源ごとのデータを得る必要があり、そのように光スイッチを作動させる必要がある。
【００３９】
検体の上方から照射された光によって発生した蛍光は、レンズ１４を介して検体上方のファイバ１３で受光される。なお、レンズ１４によって、ファイバ１３からの光が検体全体に照射されるとともに、検体からの蛍光はレンズ１４によって集光されファイバ１３の端部に導入される。
【００４０】
検体からの蛍光を受光したファイバ１３は、スイッチ１１、ファイバ９を介してフィルタ５に達し、光源波長から励起した波長の蛍光はフィルタ５によって反射されて検出器１７に導入される。なお、スイッチ１１を切り替えることで、使用する光源および照射する試料室を切り替えて、検出器１７によって順次光を検出することができる。以上により、複数の試料室１５に対して複数の光源３を順次切り替えて光の測定を行うことができる。
【００４１】
なお、光検出器１７としては、光電子増倍管や光ダイオードまたは撮像デバイス等とフィルタを使用したユニットを用いることができる。光検出器１７で検出された光の強度等を測定・解析することで、所望の検体に関する分析を行うことができる。
【００４２】
次に、光源３からの光が光検出器１７で検出されるまでの光路を、図２を用いて説明する。なお、以下の説明では、光源３ａから発した光を試料室１５ａに照射して蛍光を測定する例を説明する。また、以下の説明では、光源側から試料室までの光（図中上から下へ向かう光）を単に「照射光」と称し、試料室側から検出器までの光（図中下から上へ向かう光）を単に「戻り光」と称する。
【００４３】
所定の波長の光源３ａから発せられた光はフィルタ５ａに導入される（図中矢印Ｃ方向）。前述の通り、フィルタ５ａは、光源３ａと対応しており、光源３ａで発する光の波長のみを透過するフィルタである。したがって、光源３ａからの照射光は、フィルタ５ａを透過してレンズ７に導入され（図中矢印Ｄ方向）、レンズ７を介してファイバ９ａに導入される（図中矢印Ｅ方向）。ファイバ９ａに導入された照射光は、光スイッチ１１に導入される（図中矢印Ｆ方向）。なお、照射光は光スイッチ１１によって、各ファイバ１３ａ、・・・、１３ｌに切り替えが可能である。
【００４４】
光スイッチ１１によって、ファイバ１３ａに導入された照射光は（図中矢印Ｇ方向）、レンズ１４を介して（図中矢印Ｈ方向）、試料室１５ａに入れられた検体に照射される（図中矢印Ｉ方向）。以上により、所定の波長の照射光を任意の試料室の検体に照射することができる。
【００４５】
照射光が照射されることによる試料室１５ａ内の検体からの戻り光（検体で生じる蛍光および反射した照射光の一部）は、レンズ１４で集光され（図中矢印Ｊ方向）、ファイバ１３ａに導光される（図中矢印Ｋ方向）。ファイバ１３ａ内の戻り光はさらに光スイッチ１１、ファイバ９ａ、レンズ７を介してフィルタ５ａまで戻る（図中矢印Ｌ、Ｍ、Ｎ、Ｏ方向）。フィルタ５ａでは、検体により生じた蛍光成分（照射光の波長とは異なる波長）が反射されて、検出器１７ａに導入されて検出される（図中矢印Ｐ方向）。なお、戻り光の内、照射光と同一波長成分の光はフィルタ５ａを透過する。また、光源の波長成分の光が検出器１７ａ方向に反射して検出されることを防ぐため、さらにフィルタ５ａと検出器１７ａとの間に別途フィルタを設けてもよい。
【００４６】
以上の光測定を、光スイッチ１１を動作させて、光源側と試料室側との光接続を順次切り替えることで、各光源からの光によって各試料室の検体を迅速に測定することができる。なお、回転体の回転位置情報（すなわち、どの光源を用いてどの試料室を測定したのか）とともに検出された光強度や波長情報を得る。すなわち、光源側と試料室側との光接続を順次切り替えて、光スイッチを動作させて複数の光源により複数の検体の測定を行うときに、少なくとも光源情報と複数の検体に対応する試料室位置情報とを、光検出器で検出した光強度や波長情報と対応させる処理を行い、必要に応じてコンピュータ等の記憶部あるいは外部記憶媒体に保存する。
【００４７】
具体的には、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等の制御部と、ハードディスク等の記憶部と、ディスプレイ等の表示部と、キーボード等の入力部等から構成されるコンピュータを用いて処理を行うことができる。制御部は、記録部等に格納されるプログラムを制御部のワークメモリ領域に呼び出して実行し、バスを介して接続された各装置を駆動制御することができる。すなわち、制御部はあらかじめ設定された順に、光スイッチを制御して各回転体を駆動する。この際、制御部は、光スイッチの回転体の位置情報から、検体に照射する光源の種類（光源情報）と、照射される検体（当該検体が入れられたウェル）の位置（試料室位置情報）を、それぞれ光源情報取得手段および試料室位置情報取得手段によって取得する。さらに、制御部は、それぞれの測定に対応して、光検出器で検出された光強度や波長情報（光強度情報）を光強度取得手段によって取得し、これらの情報を記憶部に保存する。なお、制御部は、さらに記憶された情報を、適宜表示部に表示することもできる。さらに、制御部は、これらの情報を、あらかじめ記憶部に保存された基準値（基準光強度情報）と比較し、比較結果を表示部やプリンタ等の出力部に出力させることもできる。なお、光強度情報と基準光強度情報との比較により、光強度情報から対応する検体中の被検体の存否や量等を知ることができる。
【００４８】
次に、光スイッチ１１について説明する。図３から図７は、マルチ光スイッチである光スイッチ１１の構成を示す概略図であり、図３は正面図、図４は部分断面図、図５（ａ）は図４のＰ−Ｐ線矢視図、図５（ｂ）は図４のＱ−Ｑ線矢視図、図６（ａ）は図４のＲ−Ｒ線矢視図、図６（ｂ）は図４のＳ−Ｓ線矢視図である。
【００４９】
光スイッチ１１は、主に、モータ１９ａ、１９ｂ、固定部２１ａ、２１ｂ、プーリ２２ａ、２２ｂ、ベルト２３ａ、２３ｂ、回転体２９ａ、２９ｂ等から構成される。モータ１９ａ、１９ｂは、プーリ２２ａ、２２ｂ、ベルト２３ａ、２３ｂそれぞれを介して回転体２９ａ、２９ｂを駆動させる駆動部である。モータ１９ａ、１９ｂとしては、ステッピングモータが使用できるが、位置フィードバック機能を有するサーボモータ等を用いることが望ましい。
【００５０】
プーリ２２ａ、２２ｂは、モータ１９ａ、１９ｂの動力をベルト２３ａ、２３ｂに伝達する部位である。なお、ベルト２３ａ、２３ｂは歯付きベルトを用いることが望ましく、この場合、プーリ２２ａ、２２ｂおよび後述する回転体２９ａ、２９ｂの外周に歯付きベルトに対応した歯型を形成すればよい。
【００５１】
回転体２９ａ、２９ｂは、それぞれ軸受け２７ａ、２７ｂを介して固定部２１ａ、２１ｂの中央に設けた回転軸２５ａ、２５ｂに取り付けられる。なお、回転軸２５ａ、２５ｂは、回転体２９ａ、２９ｂを貫通せず、回転体２９ａ、２９ｂの厚み方向の途中まで嵌入する。固定部２１ａ、２１ｂは、モータ１９ａ、１９ｂによっては動作せず、固定される部位であり、モータ１９ａ、１９ｂとは分離して配置される。固定部とモータとを直接接触させると、固定部にモータからの振動が伝達するためである。
【００５２】
固定部２１ａと回転体２９ａとは対向するように設けられ、同様に、固定部２１ｂと回転体２９ｂとが対向するように設けられる。また、回転体２９ａ、２９ｂ同士も互いに対向して設けられる。すなわち、固定部２１ａ、回転体２９ａ、回転体２９ｂ、固定部２１ｂが順に配置される。なお、回転体２９ａ、２９ｂは独立して固定部２１ａ、２１ｂに対して正逆方向に回転可能である。また、回転軸２５ａ、２５ｂは、同一軸上に同一方向に配置されるため、回転体２９ａ、２９ｂの互いの回転中心は同一軸上となる。
【００５３】
軸受け２７ａ、２７ｂは、回転体２９ａ、２９ｂと固定部２１ａ、２１ｂとのそれぞれの距離が変動することを防ぐため、軸受自体のガタが少ないものが望まれ、例えば、アンギュラ玉軸受けを用いることが好適である。
【００５４】
なお、回転体２９ａ、２９ｂの駆動は、電気モータでなくてもよく、種々のアクチュエータ等の機器を適用することもできる。また、駆動部と回転体との動力の伝達は、ベルトに代えて、ギア等を用いてもよい。いずれにしても、回転体２９ａ、２９ｂを、固定部２１ａ、２１ｂに対して正逆方向に独立して回転させることができればよい。
【００５５】
図５（ａ）に示すように、固定部２１ａには、軸芯（回転軸２５ａ）を中心として、同心円上に所定間隔をあけて複数の貫通孔が形成され、それぞれの孔には、固定部２１ａを貫通するようにファイバ９ａ、９ｂ、９ｃが設けられる。ファイバ９ａ、９ｂ、９ｃは、固定部２１ａの外面側から挿入され、回転体２９ａとの対向面側の面位置に端面が来るように配置される。
【００５６】
また、図５（ｂ）に示すように、回転体２９ａの固定部２１ａとの対向面側には孔が設けられ、当該孔にはファイバ３１ａが設けられる。ファイバ３１ａは、固定部２１ａとの対向面側の面位置に端面が来るように配置され、さらに、固定部２１ａとの対向面におけるファイバ９ａ、９ｂ、９ｃの径方向位置と対応する位置に設けられる。すなわち、回転体２９ａを所定の位置に回転させることで、ファイバ３１ａの端部をファイバ９ａ、９ｂ、９ｃのいずれかの端部位置に対向配置させることができる。
【００５７】
図７（ａ）は、図４のＴ位置の拡大断面図である。なお、図７（ａ）においては、簡略化のためファイバ９を１本のみ示す。固定部２１ａを貫通し、回転体２９ａ側の端面と同一面にファイバ９の端面が配置される。同様に、回転体２９ａの端面と同一面にファイバ３１ａの端面が配置される。回転体２９ａを所定の位置に回転させると、図７（ａ）に示すように、ファイバ９とファイバ３１ａとが対向するように位置する。また、回転体２９ａと固定部２１ａとの間には、ギャップ３３ａが形成されるため、回転体２９ａの回転時に回転体２９ａと固定部２１ａとが接触することがない。
【００５８】
ファイバ９とファイバ３１ａとが対向する位置で回転体２９ａの動作を止め、ファイバ９側から光源からの光を送ると（図中矢印Ｖ方向）、ファイバ９の端面から出る光が、対向するファイバ３１ａの端面に入る（図中矢印Ｗ方向）。なお、当然に、ファイバ３１ａの端面から出る光は、対向するファイバ９に入るようにすることもできる。すなわち、ファイバ９とファイバ３１ａとが光学的に接続される。
【００５９】
なお、ギャップ３３ａは、部材や動作の精度から、数１０μｍ〜数１００μｍであり、望ましくは１０〜１００μｍ程度である。これに対し、ファイバ９とファイバ３１ａは、例えばプラスチックファイバであり、外径は約５００μｍであるため、ファイバ９とファイバ３１ａの外径は、ギャップ３３ａに対して大きく、ギャップ３３ａでの光のロス（漏れ）を最小限に抑えることができる。
【００６０】
また、図４に示すように、ファイバ３１ａは、固定部２１ａとの対向面側のファイバ９ａ、９ｂ、９ｃとの対向位置から、固定部２１ａとの対向面と逆側の面（回転体２９ｂとの対向面）の回転中心位置まで、回転体２９ａ内部で略Ｓ字状に湾曲して内蔵される。なお、ファイバ３１ａのそれぞれの端部においては、ファイバ３１ａは回転体２９ａの回転軸方向に平行に向けて配置されている。また、回転体２９ａ内部におけるファイバ３１ａの曲率半径は、ファイバ３１ａの光の伝送損失を考慮して決定される。また、ファイバ３１ａの曲率半径は、直線部を除き一定で、滑らかな曲線であることが望ましい。
【００６１】
図６（ａ）に示すように、回転体２９ｂの回転体２９ａとの対向面側には孔が設けられ、当該孔にはファイバ３１ｂが設けられる。ファイバ３１ｂは、ファイバ３１ａと略同様であり、回転体２９ａとの対向面側の面位置に端面が来るように配置され、さらに、対向面における回転体２９ａのファイバ３１ａの位置、すなわち回転体２９ｂの回転中心位置に設けられる。なお、回転体２９ａ、２９ｂの回転軸は同一軸上に位置するため、回転体２９ａ、２９ｂのいずれの回転位置においても、常にファイバ３１ａ、３１ｂは対向位置配置される。
【００６２】
図７（ｂ）は、図４のＵ位置の拡大断面図である。前述の通り、回転体２９ａの端面と同一面にファイバ３１ａの端面が配置され、回転体２９ｂの端面と同一面にファイバ３１ｂの端面が配置される。回転体２９ａ、２９ｂの間には、ギャップ３３ｂが形成される。ギャップ３３ｂはギャップ３３ａと同様である。したがって回転体の回転時に回転体２９ａ、２９ｂが接触することがない。また、ファイバ３１ａ、３１ｂの対向位置は、回転体の回転位置によらず一定でるため、ファイバ３１ａ、３１ｂが常に光学的に接続される。
【００６３】
また、図４に示すように、ファイバ３１ｂもファイバ３１ａと同様に固定部２１ｂ内に内蔵される。すなわち、回転体２９ａとの対向面側のファイバ３１ａとの対向位置から、固定部２１ｂの後述するファイバ１３の径方向位置まで、回転体２９ｂ内部で略Ｓ字状に湾曲して内蔵される。なお、ファイバ３１ｂのそれぞれの端部も、回転体２９ｂの回転軸方向に平行に向けて配置される。また、回転体２９ｂ内部におけるファイバ３１ｂの曲率半径もファイバ３１ｂの光の伝送損失を考慮して決定され、ファイバ３１ｂの曲率半径は、直線部を除き一定で、滑らかな曲線であることが望ましい。
【００６４】
図６（ｂ）に示すように、固定部２１ｂには、軸芯（回転軸２５ｂ）を中心として、同心円上に所定間隔をあけて複数の貫通孔が形成され、それぞれの孔には、固定部２１ｂを貫通するようにファイバ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、・・・、１３ｌが設けられる。ファイバ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、・・・、１３ｌは、固定部２１ｂの外面側から挿入され、回転体２９ｂとの対向面側の面位置に端面が来るように配置される。なお、固定部２１ｂと回転体２９ｂとの間にもギャップ３３ａと同様のギャップが形成され、ギャップを介してファイバ３１ｂと各ファイバ１３とが光学的に接続される。
【００６５】
なお、ファイバ３１ｂ側からファイバ１３へ入光せずに、当該ギャップで漏れた光が、隣り合う他の光ファイバ１３に入光することを防ぐため、回転体２９ｂと固定部２１ｂとの互いの対向面には、光の反射を抑制する反射防止膜のコーティングや梨時処理等を施すことが望ましい。同様に、ファイバ３１ａ側からファイバ９へ入光せずに、当該ギャップで漏れた光が、隣り合う他の光ファイバ９に入光することを防ぐため、回転体２９ａと固定部２１ａとの互いの対向面には、光の反射を抑制する反射防止膜のコーティングや梨時処理等を施すことが望ましい。
【００６６】
次に、光スイッチ１１の動作について説明する。図８は、ファイバ９ａ、９ｂ、９ｃとファイバ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ（簡単のためファイバ１３は３本のみ示す）の位置関係を示す模式図である。
【００６７】
図８（ａ）に示す状態では、ファイバ９ａ（たとえば光源３ａと接続される）がファイバ３１ａと対向する。したがって、光源３ａからの光は、ファイバ９ａからファイバ３１ａに光接続される。なお、この状態では、ファイバ９ｂ、９ｃ（光源３ｂ、３ｃ）からは光が送られることがない。同様に、ファイバ３１ｂがファイバ１３ａ（たとえば試料室１５ａと接続される）と対向する。したがって、ファイバ３１ｂとファイバ１３ａとが光接続される。また、ファイバ３１ａは常にファイバ３１ｂと光接続されるため、光源側のファイバ９ａと試料室側のファイバ１３ａとが光接続される。
【００６８】
ずなわち、図８（ａ）に示す状態では、ファイバ９ａ（光源３ａ）からの照射光を試料室１５ａに照射することができるとともに、試料室１５ａからの戻り光をファイバ９ａ（検出器１７ａ）側に戻すことができる。
【００６９】
次に、図８（ｂ）に示すように、図８（ａ）の状態から所定間隔で配置されたファイバ１３同士の１ピッチ分だけ回転体２９ｂを回転させると、ファイバ３１ｂがファイバ１３ｂの位置に対応する位置に移動する。この状態では、ファイバ９ａ（光源３ａ）は、ファイバ１３ｂと光接続される。
【００７０】
同様に、図８（ｃ）に示すように、図８（ｂ）の状態から所定間隔で配置されたファイバ９同士の１ピッチ分だけ回転体２９ａを回転させると、ファイバ３１ａがファイバ９ｂの位置に対応する位置に移動する。この状態では、ファイバ９ｂ（光源３ｂ）は、ファイバ１３ｂと光接続される。以上のように、回転体２９ａ、２９ｂを所定角度（ファイバの配置角度）ずつ回転させ、対応する光源から光を照射することで、全てのファイバ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、・・・、１３ｌに光源側のファイバ９ａ、９ｂ、９ｃを光接続することが可能となる。
【００７１】
なお、ファイバ１３は固定部２１ｂおよび試料室側で固定される。すなわち、ファイバ１３の本数以上の試料室の検体を測定するためには、試料室側のトレイを移動させてそれぞれのファイバの下部に試料室が来るように制御すれば良い。たとえば、複数列の試料室の測定には、列数分のファイバ１３を光スイッチの切り替えによって順次測定するとともに、複数段の試料室に対しては、試料室トレイを移動させて、移動毎に各列の試料室に対して光スイッチの切り替えによって順次測定すれば良い。
【００７２】
図９は、トレイ３５を示す図であり、トレイ３５上には、複数の試料室Ｗ１１、Ｗ１２、・・・、Ｗｎｍが配置される。なお、図１等においては、試料室として１２個の例を示したが、実際には、一列にｍ個の試料室が配置され、これがｎ段（合計ｎ×ｍ個）配置される。各試料室Ｗには、あらかじめ検体が配置される。
【００７３】
まず、図１０（ａ）に示すように、トレイ３５に対して、照射・受光部３７（３７ａ、３７ｂ、・・・、３７ｘ）が一列に配置される。なお、照射・受光部３７は、ファイバ１３のウェル側の先端およびレンズ１４を示すものである。この際、照射・受光部３７は、対応する試料室Ｗ１１〜Ｗ１ｍの上方にそれぞれ配置される。すなわち、照射・受光部３７は、一列に並列される試料室Ｗの個数と同数だけ一列に配置される。このとき、一列に配置された試料室の数ｍと、照射・受光部３７の数が等しく、ｍ＝ｘとなる。この状態で、前述した光源および光スイッチを制御して、それぞれの試料室Ｗに対して、順次、所定の光を照射して、照射毎に発生する蛍光を受光する。受光した光は適切な光フィルタを介して検出される。なお、検出された光はコンピュータ等の記憶部等に保存され、必要に応じて既存のデータ等との比較が行われ、表示部や出力部に出力される。
【００７４】
一列（Ｗ１１〜Ｗ１ｍ）の測定が終了すると、照射・受光部３７は固定されたまま、トレイ３５が、照射・受光部３７の併設方向とは垂直方向に試料室の設置ピッチ分だけ移動する（図中矢印Ｙ方向）。すなわち、照射・受光部３７の下部には、試料室Ｗ２１〜Ｗ２ｍが位置する。この状態で、前述と同様に、各試料室の検体の測定を順次実施する。以上をｎ回繰り返し、ｍ列×ｎ段の試料室全体についての測定を完了する。上記の他、例えば、測定対象とする複数の試料室を、Ｗ１１〜、Ｗ１２、・・・、Ｗ１（ｍ／２）として、１列の試料室の半分を測定後、試料室を（ｍ／２）だけ行方向に移動して、Ｗ１（ｍ／２）＋１、Ｗ１（ｍ／２）＋２、・・・、Ｗ１ｍまで測定して、さらに上記と同様に照射・受光部３７の併設方向とは垂直方向に試料室の設置ピッチ分だけ移動して測定を行なうこともできる。このように、一列（Ｗ１１〜Ｗ１ｍ）の測定を、１列の試料室の測定を２回、３回など複数回に分けて測定を行なうことができる。
【００７５】
トレイ３５を固定してファイバ１３を動かすと、ファイバ１３が振動等により動きまたは曲がり角度の変化により損失が変化する。設置状態で有する伝送損失に対し、さらにファイバ位置の変動等による損失が重畳されるため、さらに損失が大きくなり、損失が大きくなるとともに、損失が変化することで測定精度が低下する。したがって、本発明では、ファイバ１３側を動かすのではなく、検体を入れた測定用トレイ３５側を移動させる。
【００７６】
第１の実施の形態によれば、簡易な構造でコンパクトであり、短時間で多くの検体を正確に分析可能な蛍光測定装置１を提供することができる。たとえば、最低限の光源３および光スイッチ１１の制御を行うことで、複数の試料室の検体を、極めて迅速に効率良く測定することができる。また、光スイッチ１１は、回転体２９ａ、２９ｂを所定角度で回転させるのみであるため、切り替えが迅速である。
【００７７】
また、光スイッチ１１には、回転体と固定部との間にギャップが形成されるため、回転体が固定部と接触することによる動作不良や摩耗等の問題がない。したがって、確実に光接続を切り替えることができる。
【００７８】
また、光スイッチの固定部側にファイバ９、１３が接続されるため、光スイッチの動作の際に、照射光および戻り光の光路が動くことがない。このため、光路における光伝送損失が変動することがなく、高い精度で測定を行うことができる。また、同様に、複数段の試料室の測定に際して、トレイ側を移動させることで、前述したように各試料室の測定に際して、光路であるファイバが動くことがない。このため、光路における光伝送損失が変動することがなく、高い精度で測定を行うことができる。
【００７９】
通常、光ファイバの伝送損失で問題となるのは、光ファイバの曲がりによる損失である。すなわち、光ファイバを曲げると、コアとクラッドの境界面の全反射角が変化する。各ファイバは各装置間を湾曲して結ばれるため、一定の損失が生じているが、光ファイバに振動等が加えられると、この損失が変動し、個々のファイバによる損失の相違により測定精度が低下する。このような損失は、曲がりが小さい場合は、伝播してきた光が臨界角以下の角度になり、モード変換が起こって伝播してきた光がクラッド層に放射されるためである。
【００８０】
このため、照射光路および受光光路であるファイバ９、１３は、その曲がり角度の変化が生じることがないように、接続される光スイッチの固定部側に接続される。
【００８１】
次に、他の実施の形態について説明する。図１１は、第２の実施形態にかかる光スイッチ４０を示す図である。なお、以下の実施形態において、図４等で示した構成と同一の機能を奏する構成については、図４等と同一の符号を付し、重複した説明を省略する。光スイッチ４０は、光スイッチ１１と略同様の構成であるが、固定部２１ａに直接光源４２等が搭載される点で光スイッチ１１と異なる。
【００８２】
光スイッチ４０の固定部２１ａには、光スイッチ１１のファイバ９に対応するように、軸芯を中心として、同心円上に所定間隔をあけて複数の光源４２が設けられる。光源４２の先端にはそれぞれフィルタ４５およびレンズ４３が設けられる。レンズ４３の表面は、固定部２１ａにおける回転体２９ａとの対向面位置となる。複数の光源４２は、例えばそれぞれ波長の異なる光源であり、前述した光源３ａ、３ｂ、３ｃと同様のものが使用できる。
【００８３】
フィルタ４５は、フィルタ５と同様であり、光源の光軸に対して所定角度で設けられる。たとえば、固定部２１ａの径方向外方に向けて４５°の角度で設けられる。それぞれのフィルタ４５の外方には、さらにフィルタ４５、レンズ４７、および検出器４９がそれぞれ設けられる。すなわち、光スイッチ４０では、光源および光検出器が固定部２１ａに搭載される。
【００８４】
第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、光源４２および検出器４９が固定部２１ａに搭載されるため、振動等が生じることがない。また、直接光源４２等が取り付けられるため、これらを接続するファイバが不要となる。このため、このファイバによる光伝送損失がなく、また、装置をコンパクトにすることができる。
【００８５】
以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。また、本発明の試料室の行と列は、相互に入れ換えても、その他の構成要件が同一であれば発明は成立するものことは言うまでもない。
【００８６】
たとえば、一対の固定部および回転体を有する光スイッチについて説明したが、その一方のみの固定部および回転体を有する光スイッチを用いることもできる。図１２は、固定部２１ａおよび回転体２９ａを有する光スイッチ５０を示す図である。光スイッチ５０は、光スイッチ１と同様の構成であるが、回転体２９ａの固定部２１ａとの対向側とは反対側に、回転体２９ｂに変えてファイバ５１が設けられる。
【００８７】
前述の通り、ファイバ３１ａは、回転体２９ａの回転中心に露出する。ファイバ５１の端部は、回転体２９ａの回転中心に回転体２９ａとギャップをあけて固定される。すなわち、ファイバ３１ａとファイバ５１とが光接続される。なお、回転体２９ａ（ファイバ３１ａ）とファイバ５１との間にはレンズを設けてもよい。ファイバ５１の他の端部は、ウェル上に配置され、ウェル内の検体に対して光を照射し、受光することができる。
【００８８】
光源側の複数のファイバ９は、たとえば、それぞれ異なる波長の光源３ａ、３ｂ、３ｃ（図示せず）に接続される。ファイバ９は固定部２１ａに固定される。回転体２９ａを回転させると、回転体２９ａに固定されたファイバ３１ａの端部はいずれかのファイバ９と光接続される。すなわち、光スイッチ５０を切り替えることで、いずれかのファイバ９をファイバ３１ａに切り替えて光接続することができる。また、ファイバ５１は、回転体２９ａの回転位置によらず、常にファイバ３１ａと光接続されるため、ファイバ９からの光を適宜切り替えてファイバ５１に光接続させることができる。
【００８９】
なお、光源側のファイバ９に変えて、ウェル側のファイバ１３を固定部２１ａに接続してもよい。この場合には、図中のファイバ５１が光源側と接続される。単一の光源からの光は、ファイバ５１を介してファイバ３１ａに導光され、ファイバ３１ａの光は、光スイッチ５０を動作させることで、いずれかのウェルに光を照射することができる。
【００９０】
以上のように、一対の固定部および回転体を有さなくても、単一の光源を複数のウェルに切り替えて照射することができ、または、複数の光源からの光を切り替えて所定のウェルに照射することができる。
【符号の説明】
【００９１】
１………蛍光測定装置
３、３ａ、３ｂ、３ｃ………光源
５、５ａ、５ｂ、５ｃ………フィルタ
７………レンズ
９、９ａ、９ｂ、９ｃ………ファイバ
１１、４０、５０………光スイッチ
１３、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、・・・、１３ｌ………ファイバ
１４………レンズ
１５、１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ………試料室
１７、１７ａ、１７ｂ、１７ｃ………検出器
１７、６５、６７、７０………光スイッチ
１９ａ、１９ｂ………モータ
２１ａ、２１ｂ………固定部
２２ａ、２２ｂ………プーリ
２３ａ、２３ｂ………ベルト
２５ａ、２５ｂ………回転軸
２７ａ、２７ｂ………軸受け
２９ａ、２９ｂ………回転体
３１ａ、３１ｂ………ファイバ
３３ａ、３３ｂ………ギャップ
３５………トレイ
３７………照射・受光部
４１………フィルタ
４２………光源
４３………レンズ
４５………フィルタ
４７………レンズ
４９………検出器
５１………ファイバ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検体から励起される蛍光を測定する光測定装置に用いられる光スイッチ等に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、生物のＤＮＡ、タンパク質、細胞等の検体の分析を行う方法として、検体の種類毎に特異的蛍光を付し、これに光を照射することで発光する蛍光を定量的に測定することで、検体の分析を行う方法がある。
【０００３】
例えば、検体が試料室であるウェルに入れられ、検体に対して上部または側方より蛍光物質を励起するＲＧＢレーザやＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を照射することで、ウェル内で発光する蛍光を光電子増倍管（ＰＭＴ：Ｐｈｏｔｏｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒ Ｔｕｂｅ）や光ダイオード（ＰＤ：Ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ）あるいは撮像素子と光フィルタの組合せなどで測定することで、検体の分析が行われる。
【０００４】
特に、近年は、複数のウェルが設けられ、複数のウェルのそれぞれに検体が入れられ、これらを順次自動で計測することで、より多くの検体を効率良く測定することが要求される。
【０００５】
このような光測定を行う装置は種々開発されており、たとえば、光ファイバからの励起光を蛍光物質に向けて照射させるとともに、蛍光物質からの蛍光を光ファイバに向けて反射させるように、可動ミラー切り替えて使用する光スイッチがある（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２４７８９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載された光スイッチは、光ファイバから光が出射され、出射された光をミラーによって反射させて対象物質に照射するため、光ファイバから照射対象までの光路が長く、この部分での散光による光の損失が大きくなる。したがって、対象物質より発生する微小な蛍光をミラーで反射させて光ファイバに導入することは困難である。
【０００８】
このため、特許文献１では、光路中に複数の光学レンズを設置し、光の散光を抑制する必要があるが、このため、装置の小型化の障壁となる。また、光ファイバ、光学レンズ、反射ミラー等の光軸の調整にも精度を要する。特に、多くのウェル内の検体を自動で測定するためには、ウェルと同数の反射ミラーおよび光学レンズが必要となり、装置の大型化やコスト増になる。
【０００９】
一方、光スイッチを使用せず、それぞれのウェルに対して光源および検出器をウェルと同数設置したのでは、極めて大型で高価な装置となる。
【００１０】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、簡易な構造でコンパクトであり、かつ、短時間で多くの検体を正確に分析可能な光測定装置に用いられる光スイッチ等を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前述した目的を達するために第１の発明は、光測定装置に用いられる光スイッチであって、
複数の孔からなる第１の孔群が同心円状に配置された第１の固定部と前記第１の固定部と対向するように回転可能に設けられる第１の回転体と前記第１の回転体を回転させる駆動部とを具備し、
前記第１の回転体には、前記第１の固定部との対向面側の前記第１の孔群に対応する位置と前記第１の固定部との対向面とは逆側の面の回転中心位置とを光学的に接続するファイバが内蔵され、
前記第１の回転体を回転させることで、前記第１の孔群の任意の孔と前記第１の回転体に内蔵されるファイバとが光学的に接続可能であることを特徴とする光スイッチである。
【００１２】
前記光スイッチはさらに複数の孔からなる第２の孔群が同心円状に配置された第２の固定部と前記第１の回転体と前記第２の固定部との間に回転可能に設けられる第２の回転体と前記第２の回転体を回転させる駆動部とを具備し、
前記第２の回転体は、前記第１の回転体と同一の回転軸上で回転可能であり、前記第２の回転体には、前記第１の回転体との対向面側の回転中心位置と前記第２の固定部との対向面側の前記第２の孔群に対応する位置とを光学的に接続するファイバが内蔵され、
前記第１の回転体および前記第２の回転体を回転させることで、前記第１の孔群の任意の孔と前記第２の孔群の任意の孔とを光学的に接続可能であることが望ましい。
【００１３】
前記第１の孔群のそれぞれの孔には、前記第１の回転体側に照射可能なそれぞれ波長の異なる光源が光学的に接続されており、前記第１の孔群の任意の孔から前記第１の回転体のファイバに対して前記光源からの出射光を出射し、前記第１の回転体と前記第２の回転体の互いの回転中心で出射光を光学的に接続し、前記第２の回転体のファイバからの出射光を前記第２の孔群の任意の孔に設けられたファイバに出射可能であることが望ましい。
【００１４】
この場合には、それぞれの前記光源の後方に前記光源から出射される波長の出射光を光軸方向に透過し、検体から発生した戻り光を光軸方向に対して所定角度で反射するフィルタがそれぞれ設けられ、前記第２の孔群の任意の孔に設けられたファイバから前記第２の回転体のファイバに対して検体からの戻り光を入射させ、前記第２の回転体のファイバからの戻り光を前記第１の回転体を介して前記第１の孔群の任意の孔に入射させ、前記フィルタで前記戻り光を光軸方向から所定角度で反射させ、光検出器で戻り光を検出可能であることが望ましい。
【００１５】
また、それぞれの前記光源および前記フィルタは、前記第１の固定部に内蔵され、それぞれレンズを介して前記第１の孔群の孔より出射可能であってもよい。
【００１６】
第１の発明によれば、光源側と検体へ光を照射可能なファイバ側とが光スイッチを介して光接続されるため、一つの光源からの光を、光スイッチを切り替えることにより、複数（マルチ）のファイバに導光させて複数のウェルに光を照射することができるとともに、複数のウェルからの蛍光を検出可能である。また、光スイッチは、互いに対向する一対の回転体の動作によって相対位置を移動させることができるため、構造が簡易であり、光路の切り替えも迅速である。
【００１７】
この際、光源側および検体へのファイバが、それぞれ固定部に接続されるため、光源からの光または検体へ（検体から）の光を導光するファイバが動くことがない。したがって、光スイッチが動作しても、それぞれのファイバに変位が生じることがない。このため、光ファイバの曲がりや振動に伴う光伝送ロスの増大や、光伝送ロスの変動が生じることがない。これにより、検体に照射される照射光の強度とウェルと複合ファイバの照射部および受光部の位置関係が変動することがないので、蛍光の測定精度を高く保つことができる。
【００１８】
また、一対の回転体同士の光接続は、それぞれの回転体の回転中心であるため、それぞれの回転体の回転位置によらず、確実に光接続がなされる。なお、それぞれの回転体および固定部は、ギャップを介しているため、回転体と固定部とが接触することによる動作不良や摩耗、光ファイバ端面への傷の発生などが生じることはない。
【００１９】
また、光源の前方に、光源から出射される波長の出射光を光軸方向に透過し、検体から発生した戻り光を光軸方向に対して所定角度で反射するフィルタを設けることで、光源からの出射光を検体方向に出射するとともに、検体からの戻り光を検出器側に反射させて蛍光を検出することができる。
【００２０】
また、フィルタと光源を固定部内部に内蔵することで、よりコンパクトな光源内蔵の光スイッチを得ることができる。
【００２１】
なお、複数の光源と複数のウェルとの接続は、回転体の相対位置によって定まるが、いずれの光源をどのウェルに照射させて蛍光を検出するかは、別途設けられる制御部等により決めることができる。すなわち、あらかじめ設定された順序で、各光源からの光を順次各ウェルに照射させて、各ウェルからの蛍光を検出し、得られた光情報はいずれのウェルからの蛍光（いずれの光源からの蛍光）であるかは自動的に制御されて記録される。
【００２２】
第２の発明は光測定装置であって、前述した光スイッチを用い、複数の光源からの出射光を前記光スイッチの前記第２の孔群の孔それぞれに設けられる照射・受光ファイバを介して検体が入れられる複数の試料室それぞれに照射するとともに、それぞれの前記検体からの戻り光を前記照射・受光ファイバで受光し、前記光スイッチを介して前記光検出器で戻り光を検出可能であることを特徴とする光測定装置である。
【００２３】
第２の発明によれば、光スイッチを用いて、光源側とウェル照射側ファイバとの光接続を切り替えることが可能であるため、複数（マルチ）の試料室の検体に対して光スイッチを切り替えることで順次測定を行うことができる。このため、迅速な測定が可能である。
【００２４】
第３の発明は光測定方法であって、前述の光測定装置を用い、前記第１の孔群の孔と、前記第２の孔群の孔とを前記光スイッチで光接続し、前記光源から前記検体に出射光を照射するとともに前記検体からの戻り光を前記検出器で検出し、前記第１の回転体および前記第２の回転体の少なくとも一方を動作させ、前記第１の孔群の孔および前記第２の孔群の孔の少なくとも一方の位置を切り替えることで、任意の光源と任意の検体とを光接続し、複数の光源により複数の検体の測定を行うことを特徴とする光測定方法である。光源側と試料室側との光接続を順次切り替えて、光スイッチを動作させて複数の光源により複数の検体の測定を行うときに、照射する光源情報と照射される検体に対応する試料室位置情報とを、光検出器で検出した光強度情報と対応させ、必要に応じてコンピュータ等の記憶部あるいは外部記憶媒体に保存してもよい。さらに、測定した前記光強度情報とあらかじめ設定された基準光強度情報との比較を行い、表示部に出力してもよい。
【００２５】
第３の発明によれば、光源側とウェル照射側のファイバとの光接続を切り替えることが可能であるため、複数（マルチ）の試料室の検体に対して光スイッチを切り替えることで順次測定を行うことができる。このため、迅速な測定が可能である。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、簡易な構造でコンパクトであり、かつ、短時間で多くの検体を正確に分析可能な光測定装置に用いられる光スイッチ等を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】蛍光測定装置１の構成を示す概略図。
【図２】蛍光測定装置１の光路を示すブロック図。
【図３】光スイッチ１１の構成を示す正面図。
【図４】光スイッチ１１の構成を示す断面図。
【図５】（ａ）は光スイッチ１１における図４のＰ−Ｐ線矢視図、（ｂ）は光スイッチ１１における図４のＱ−Ｑ線矢視図。
【図６】（ａ）は光スイッチ１１における図４のＲ−Ｒ線矢視図、（ｂ）は光スイッチ１１における図４のＳ−Ｓ線矢視図。
【図７】（ａ）は回転体２９ａと固定部２１ａとの境界近傍の拡大図であり、図４のＴ部拡大図、（ｂ）は回転体２９ａと回転体２９ｂとの境界近傍の拡大図であり、図４のＵ部拡大図。
【図８】回転体２９ａ、２９ｂの回転に伴い、固定部２１ａ側に設けられるファイバ９ａ〜９ｃと、固定部２１ｂ側に設けられるファイバ１３ａ〜１３ｃの相対位置変化を示す模式図。
【図９】トレイ３５に対するウェルの配置を示す図。
【図１０】トレイ３５の移動に伴う、各ウェルに対する照射・受光部の配置を示す図。
【図１１】光スイッチ４０の構成を示す断面図。
【図１２】光スイッチ５０の構成を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。図１は第１の実施の形態にかかるマルチ光測定装置である蛍光測定装置１を示す構成概略図であり、図２は蛍光測定装置１における光路を示すブロック図である。蛍光測定装置１は、主に、光源３（３ａ、３ｂ、３ｃ）、フィルタ５（５ａ、５ｂ、５ｃ）、光スイッチ１１、光検出器１７（１７ａ、１７ｂ、１７ｃ）、およびこれらの光の導光路となる各ファイバ等から構成される。
【００２９】
光源３ａ、３ｂ、３ｃは、検体に照射する光を発する部位であり、例えばＲＧＢレーザ（半導体レーザ）やＬＥＤが使用できる。光源３ａ、３ｂ、３ｃは、それぞれ波長が異なる光を発するものであり、例えば、赤（波長６３５ｎｍ、１０ｍＷ）、緑（波長５３２ｎｍ、１０ｍＷ）、青（波長４７３ｎｍ、１０ｍＷ）のＲＧＢレーザなどの半導体レーザ等が適用できる。なお、光源としては、上記波長のものには限られず、測定する検体の種類や発光する蛍光（またはその他の光）に応じて、適用される光源の種類および個数を適宜選択することができ、たとえばＬＥＤにフィルタを組み合わせて使用することなども可能である。
【００３０】
また、異なる波長の光源３ａ、３ｂ、３ｃは、図示を省略した制御装置によってそれぞれのｏｎ／ｏｆｆ（または光シャッタ動作等）が制御され、任意の光源のみを選択して発光させることも可能である。
【００３１】
異なる波長の光源３ａ、３ｂ、３ｃそれぞれは、フィルタ５ａ、５ｂ、５ｃ、レンズ７を介して集光されて、ファイバ９ａ、９ｂ、９ｃに導光される。フィルタ５（５ａ、５ｂ、５ｃ）は、それぞれの光源３（３ａ、３ｂ、３ｃ）に対して設けられ、対応する光源の発する光の波長のみを透過するフィルタである。したがって、光源３から照射された光は、フィルタ５をすべて透過し、後方のレンズ７で集光されて各ファイバ９（９ａ、９ｂ、９ｃ）に導光される（図１の矢印Ａ方向）。
【００３２】
フィルタ５は、それぞれ、光源からの光の光軸から所定角度（例えば４５°）の角度で配置される。したがって、光源の波長と異なる波長の光は、フィルタ５を透過せず、フィルタの設置角度に応じて反射される。たとえば、ウェル側からの戻り光に、光源の波長と異なる波長成分が含まれれば、当該光成分はフィルタ５を透過せずに反射される（図１の矢印Ｂ方向）。反射された光は検出器１７（１７ａ、１７ｂ、１７ｃ）に導入されて検出される。なお、必要に応じて、各フィルタ５と各検出器１７との間に、さらにフィルタを設けてもよい。フィルタ５によって反射した光源の波長成分を除去するためである。また、レンズ７としては、集光用レンズとして、周知のいかなるものも使用できる。
【００３３】
ファイバ９（９ａ、９ｂ、９ｃ）は、異なる波長の光源３ａ、３ｂ、３ｃからの光を光スイッチまで導くものである。ファイバ９は、ガラスファイバまたはプラスチックファイバであり、プラスチックファイバであることが望ましい。プラスチックファイバとしては、例えば、コア材質がポリメタクリル酸メチル樹脂またはポリスチレンであり、クラッド材質がフッ素樹脂等で構成され、コア径が４００μｍ、クラッド厚さが１００μｍ（外径が６００μｍ）程度のものが使用できる。なお、プラスチックファイバに代えて、同程度の径のガラス製ファイバを用いることもできる。
【００３４】
光スイッチ１１は、ファイバ９ａ、９ｂ、９ｃからの光を、それぞれファイバ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、・・・、１３ｌのそれぞれに切り替えて光接続を行うものである。ファイバ１３（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、・・・、１３ｌ）は、光を試料室に照射するための照射光路となるものである。なお、ファイバ１３は、前述したファイバ９と同様の構成であるため、重複した説明は省略する。
【００３５】
ここで、以下の図においては、特に記載がない限り、異なる波長の３つの光源３ａ、３ｂ、３ｃからの光を１２のファイバに切り替える例を示すが、ファイバ１３（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、・・・、１３ｌ）の本数は、測定する試料室の数に応じて決定される。たとえば、一列に１２個を超える試料室（ウェル）が配置される場合には、試料室数に応じた本数のファイバ１３が用いられる。また、例えば、光ファイバの本数は試料室の列数に応じて、列数と一致させるか、あるいは、試料の列数の整数分の一とすればよい。光ファイバ１３の本数を試料室の列数の整数分の一とした場合は、試料室を所定ピッチ移動させて順次測定することもできる。
【００３６】
光スイッチ１１は、例えば、光源３ａからの光を、ファイバ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、・・・、１３ｌのそれぞれに対して順次送ることができ、また、ファイバ１３ａに対して、異なる波長の光源３ａ、３ｂ、３ｃそれぞれの光を順次送ることも可能である。すなわち、光スイッチを動作させることで、複数の全ての検体に対して、全ての光源からの光を順次照射することができる。なお、光スイッチ１１の詳細な構成については後述する。
【００３７】
ファイバ１３（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、・・・、１３ｌ）の下方には、レンズ１４（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、・・・、１４ｌ）を介して試料室１５（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、・・・、１５ｌ）がそれぞれ配置される。試料室１５内部には、それぞれ、測定対象となる検体があらかじめ配置される。試料室１５は、プラスチック製の容器である。
【００３８】
ファイバ１３の照射側端部からの光は、レンズ１４を介して試料室１５の上方から内部の検体に対して照射される。検体には必要に応じて、予め試料ごとに特異的蛍光が付されており、検体毎に、照射された光に対応した蛍光を発生する。
なお、前述のようにファイバ１３ａに複数の光源３ａ、３ｂ、３ｃそれぞれの光源からの光を照射する場合のように、一つの試料室に複数の光源からの光を順次照射する場合には、試料室毎に、付与する蛍光については、特定の蛍光の蛍光強度を変えてもよく、または複数の蛍光の蛍光強度を変えて組み合わせることにより、バーコード化した蛍光を用いることができる。このように、複数の蛍光を、蛍光強度を変えて組み合わせることにより、より多様な検査を同時に行なうことができる。尚、各試料室に複数の蛍光を組み合わせて強度を変えて用いる場合は、検出器は、蛍光波長と強度の相違を区別するために、１つの試料室に対して、順次複数種の光源を照射して、蛍光強度も照射した光源ごとのデータを得る必要があり、そのように光スイッチを作動させる必要がある。
【００３９】
検体の上方から照射された光によって発生した蛍光は、レンズ１４を介して検体上方のファイバ１３で受光される。なお、レンズ１４によって、ファイバ１３からの光が検体全体に照射されるとともに、検体からの蛍光はレンズ１４によって集光されファイバ１３の端部に導入される。
【００４０】
検体からの蛍光を受光したファイバ１３は、スイッチ１１、ファイバ９を介してフィルタ５に達し、光源波長から励起した波長の蛍光はフィルタ５によって反射されて検出器１７に導入される。なお、スイッチ１１を切り替えることで、使用する光源および照射する試料室を切り替えて、検出器１７によって順次光を検出することができる。以上により、複数の試料室１５に対して複数の光源３を順次切り替えて光の測定を行うことができる。
【００４１】
なお、光検出器１７としては、光電子増倍管や光ダイオードまたは撮像デバイス等とフィルタを使用したユニットを用いることができる。光検出器１７で検出された光の強度等を測定・解析することで、所望の検体に関する分析を行うことができる。
【００４２】
次に、光源３からの光が光検出器１７で検出されるまでの光路を、図２を用いて説明する。なお、以下の説明では、光源３ａから発した光を試料室１５ａに照射して蛍光を測定する例を説明する。また、以下の説明では、光源側から試料室までの光（図中上から下へ向かう光）を単に「照射光」と称し、試料室側から検出器までの光（図中下から上へ向かう光）を単に「戻り光」と称する。
【００４３】
所定の波長の光源３ａから発せられた光はフィルタ５ａに導入される（図中矢印Ｃ方向）。前述の通り、フィルタ５ａは、光源３ａと対応しており、光源３ａで発する光の波長のみを透過するフィルタである。したがって、光源３ａからの照射光は、フィルタ５ａを透過してレンズ７に導入され（図中矢印Ｄ方向）、レンズ７を介してファイバ９ａに導入される（図中矢印Ｅ方向）。ファイバ９ａに導入された照射光は、光スイッチ１１に導入される（図中矢印Ｆ方向）。なお、照射光は光スイッチ１１によって、各ファイバ１３ａ、・・・、１３ｌに切り替えが可能である。
【００４４】
光スイッチ１１によって、ファイバ１３ａに導入された照射光は（図中矢印Ｇ方向）、レンズ１４を介して（図中矢印Ｈ方向）、試料室１５ａに入れられた検体に照射される（図中矢印Ｉ方向）。以上により、所定の波長の照射光を任意の試料室の検体に照射することができる。
【００４５】
照射光が照射されることによる試料室１５ａ内の検体からの戻り光（検体で生じる蛍光および反射した照射光の一部）は、レンズ１４で集光され（図中矢印Ｊ方向）、ファイバ１３ａに導光される（図中矢印Ｋ方向）。ファイバ１３ａ内の戻り光はさらに光スイッチ１１、ファイバ９ａ、レンズ７を介してフィルタ５ａまで戻る（図中矢印Ｌ、Ｍ、Ｎ、Ｏ方向）。フィルタ５ａでは、検体により生じた蛍光成分（照射光の波長とは異なる波長）が反射されて、検出器１７ａに導入されて検出される（図中矢印Ｐ方向）。なお、戻り光の内、照射光と同一波長成分の光はフィルタ５ａを透過する。また、光源の波長成分の光が検出器１７ａ方向に反射して検出されることを防ぐため、さらにフィルタ５ａと検出器１７ａとの間に別途フィルタを設けてもよい。
【００４６】
以上の光測定を、光スイッチ１１を動作させて、光源側と試料室側との光接続を順次切り替えることで、各光源からの光によって各試料室の検体を迅速に測定することができる。なお、回転体の回転位置情報（すなわち、どの光源を用いてどの試料室を測定したのか）とともに検出された光強度や波長情報を得る。すなわち、光源側と試料室側との光接続を順次切り替えて、光スイッチを動作させて複数の光源により複数の検体の測定を行うときに、少なくとも光源情報と複数の検体に対応する試料室位置情報とを、光検出器で検出した光強度や波長情報と対応させる処理を行い、必要に応じてコンピュータ等の記憶部あるいは外部記憶媒体に保存する。
【００４７】
具体的には、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等の制御部と、ハードディスク等の記憶部と、ディスプレイ等の表示部と、キーボード等の入力部等から構成されるコンピュータを用いて処理を行うことができる。制御部は、記録部等に格納されるプログラムを制御部のワークメモリ領域に呼び出して実行し、バスを介して接続された各装置を駆動制御することができる。すなわち、制御部はあらかじめ設定された順に、光スイッチを制御して各回転体を駆動する。この際、制御部は、光スイッチの回転体の位置情報から、検体に照射する光源の種類（光源情報）と、照射される検体（当該検体が入れられたウェル）の位置（試料室位置情報）を、それぞれ光源情報取得手段および試料室位置情報取得手段によって取得する。さらに、制御部は、それぞれの測定に対応して、光検出器で検出された光強度や波長情報（光強度情報）を光強度取得手段によって取得し、これらの情報を記憶部に保存する。なお、制御部は、さらに記憶された情報を、適宜表示部に表示することもできる。さらに、制御部は、これらの情報を、あらかじめ記憶部に保存された基準値（基準光強度情報）と比較し、比較結果を表示部やプリンタ等の出力部に出力させることもできる。なお、光強度情報と基準光強度情報との比較により、光強度情報から対応する検体中の被検体の存否や量等を知ることができる。
【００４８】
次に、光スイッチ１１について説明する。図３から図７は、マルチ光スイッチである光スイッチ１１の構成を示す概略図であり、図３は正面図、図４は部分断面図、図５（ａ）は図４のＰ−Ｐ線矢視図、図５（ｂ）は図４のＱ−Ｑ線矢視図、図６（ａ）は図４のＲ−Ｒ線矢視図、図６（ｂ）は図４のＳ−Ｓ線矢視図である。
【００４９】
光スイッチ１１は、主に、モータ１９ａ、１９ｂ、固定部２１ａ、２１ｂ、プーリ２２ａ、２２ｂ、ベルト２３ａ、２３ｂ、回転体２９ａ、２９ｂ等から構成される。モータ１９ａ、１９ｂは、プーリ２２ａ、２２ｂ、ベルト２３ａ、２３ｂそれぞれを介して回転体２９ａ、２９ｂを駆動させる駆動部である。モータ１９ａ、１９ｂとしては、ステッピングモータが使用できるが、位置フィードバック機能を有するサーボモータ等を用いることが望ましい。
【００５０】
プーリ２２ａ、２２ｂは、モータ１９ａ、１９ｂの動力をベルト２３ａ、２３ｂに伝達する部位である。なお、ベルト２３ａ、２３ｂは歯付きベルトを用いることが望ましく、この場合、プーリ２２ａ、２２ｂおよび後述する回転体２９ａ、２９ｂの外周に歯付きベルトに対応した歯型を形成すればよい。
【００５１】
回転体２９ａ、２９ｂは、それぞれ軸受け２７ａ、２７ｂを介して固定部２１ａ、２１ｂの中央に設けた回転軸２５ａ、２５ｂに取り付けられる。なお、回転軸２５ａ、２５ｂは、回転体２９ａ、２９ｂを貫通せず、回転体２９ａ、２９ｂの厚み方向の途中まで嵌入する。固定部２１ａ、２１ｂは、モータ１９ａ、１９ｂによっては動作せず、固定される部位であり、モータ１９ａ、１９ｂとは分離して配置される。固定部とモータとを直接接触させると、固定部にモータからの振動が伝達するためである。
【００５２】
固定部２１ａと回転体２９ａとは対向するように設けられ、同様に、固定部２１ｂと回転体２９ｂとが対向するように設けられる。また、回転体２９ａ、２９ｂ同士も互いに対向して設けられる。すなわち、固定部２１ａ、回転体２９ａ、回転体２９ｂ、固定部２１ｂが順に配置される。なお、回転体２９ａ、２９ｂは独立して固定部２１ａ、２１ｂに対して正逆方向に回転可能である。また、回転軸２５ａ、２５ｂは、同一軸上に同一方向に配置されるため、回転体２９ａ、２９ｂの互いの回転中心は同一軸上となる。
【００５３】
軸受け２７ａ、２７ｂは、回転体２９ａ、２９ｂと固定部２１ａ、２１ｂとのそれぞれの距離が変動することを防ぐため、軸受自体のガタが少ないものが望まれ、例えば、アンギュラ玉軸受けを用いることが好適である。
【００５４】
なお、回転体２９ａ、２９ｂの駆動は、電気モータでなくてもよく、種々のアクチュエータ等の機器を適用することもできる。また、駆動部と回転体との動力の伝達は、ベルトに代えて、ギア等を用いてもよい。いずれにしても、回転体２９ａ、２９ｂを、固定部２１ａ、２１ｂに対して正逆方向に独立して回転させることができればよい。
【００５５】
図５（ａ）に示すように、固定部２１ａには、軸芯（回転軸２５ａ）を中心として、同心円上に所定間隔をあけて複数の貫通孔が形成され、それぞれの孔には、固定部２１ａを貫通するようにファイバ９ａ、９ｂ、９ｃが設けられる。ファイバ９ａ、９ｂ、９ｃは、固定部２１ａの外面側から挿入され、回転体２９ａとの対向面側の面位置に端面が来るように配置される。
【００５６】
また、図５（ｂ）に示すように、回転体２９ａの固定部２１ａとの対向面側には孔が設けられ、当該孔にはファイバ３１ａが設けられる。ファイバ３１ａは、固定部２１ａとの対向面側の面位置に端面が来るように配置され、さらに、固定部２１ａとの対向面におけるファイバ９ａ、９ｂ、９ｃの径方向位置と対応する位置に設けられる。すなわち、回転体２９ａを所定の位置に回転させることで、ファイバ３１ａの端部をファイバ９ａ、９ｂ、９ｃのいずれかの端部位置に対向配置させることができる。
【００５７】
図７（ａ）は、図４のＴ位置の拡大断面図である。なお、図７（ａ）においては、簡略化のためファイバ９を１本のみ示す。固定部２１ａを貫通し、回転体２９ａ側の端面と同一面にファイバ９の端面が配置される。同様に、回転体２９ａの端面と同一面にファイバ３１ａの端面が配置される。回転体２９ａを所定の位置に回転させると、図７（ａ）に示すように、ファイバ９とファイバ３１ａとが対向するように位置する。また、回転体２９ａと固定部２１ａとの間には、ギャップ３３ａが形成されるため、回転体２９ａの回転時に回転体２９ａと固定部２１ａとが接触することがない。
【００５８】
ファイバ９とファイバ３１ａとが対向する位置で回転体２９ａの動作を止め、ファイバ９側から光源からの光を送ると（図中矢印Ｖ方向）、ファイバ９の端面から出る光が、対向するファイバ３１ａの端面に入る（図中矢印Ｗ方向）。なお、当然に、ファイバ３１ａの端面から出る光は、対向するファイバ９に入るようにすることもできる。すなわち、ファイバ９とファイバ３１ａとが光学的に接続される。
【００５９】
なお、ギャップ３３ａは、部材や動作の精度から、数１０μｍ〜数１００μｍであり、望ましくは１０〜１００μｍ程度である。これに対し、ファイバ９とファイバ３１ａは、例えばプラスチックファイバであり、外径は約５００μｍであるため、ファイバ９とファイバ３１ａの外径は、ギャップ３３ａに対して大きく、ギャップ３３ａでの光のロス（漏れ）を最小限に抑えることができる。
【００６０】
また、図４に示すように、ファイバ３１ａは、固定部２１ａとの対向面側のファイバ９ａ、９ｂ、９ｃとの対向位置から、固定部２１ａとの対向面と逆側の面（回転体２９ｂとの対向面）の回転中心位置まで、回転体２９ａ内部で略Ｓ字状に湾曲して内蔵される。なお、ファイバ３１ａのそれぞれの端部においては、ファイバ３１ａは回転体２９ａの回転軸方向に平行に向けて配置されている。また、回転体２９ａ内部におけるファイバ３１ａの曲率半径は、ファイバ３１ａの光の伝送損失を考慮して決定される。また、ファイバ３１ａの曲率半径は、直線部を除き一定で、滑らかな曲線であることが望ましい。
【００６１】
図６（ａ）に示すように、回転体２９ｂの回転体２９ａとの対向面側には孔が設けられ、当該孔にはファイバ３１ｂが設けられる。ファイバ３１ｂは、ファイバ３１ａと略同様であり、回転体２９ａとの対向面側の面位置に端面が来るように配置され、さらに、対向面における回転体２９ａのファイバ３１ａの位置、すなわち回転体２９ｂの回転中心位置に設けられる。なお、回転体２９ａ、２９ｂの回転軸は同一軸上に位置するため、回転体２９ａ、２９ｂのいずれの回転位置においても、常にファイバ３１ａ、３１ｂは対向位置配置される。
【００６２】
図７（ｂ）は、図４のＵ位置の拡大断面図である。前述の通り、回転体２９ａの端面と同一面にファイバ３１ａの端面が配置され、回転体２９ｂの端面と同一面にファイバ３１ｂの端面が配置される。回転体２９ａ、２９ｂの間には、ギャップ３３ｂが形成される。ギャップ３３ｂはギャップ３３ａと同様である。したがって回転体の回転時に回転体２９ａ、２９ｂが接触することがない。また、ファイバ３１ａ、３１ｂの対向位置は、回転体の回転位置によらず一定でるため、ファイバ３１ａ、３１ｂが常に光学的に接続される。
【００６３】
また、図４に示すように、ファイバ３１ｂもファイバ３１ａと同様に固定部２１ｂ内に内蔵される。すなわち、回転体２９ａとの対向面側のファイバ３１ａとの対向位置から、固定部２１ｂの後述するファイバ１３の径方向位置まで、回転体２９ｂ内部で略Ｓ字状に湾曲して内蔵される。なお、ファイバ３１ｂのそれぞれの端部も、回転体２９ｂの回転軸方向に平行に向けて配置される。また、回転体２９ｂ内部におけるファイバ３１ｂの曲率半径もファイバ３１ｂの光の伝送損失を考慮して決定され、ファイバ３１ｂの曲率半径は、直線部を除き一定で、滑らかな曲線であることが望ましい。
【００６４】
図６（ｂ）に示すように、固定部２１ｂには、軸芯（回転軸２５ｂ）を中心として、同心円上に所定間隔をあけて複数の貫通孔が形成され、それぞれの孔には、固定部２１ｂを貫通するようにファイバ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、・・・、１３ｌが設けられる。ファイバ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、・・・、１３ｌは、固定部２１ｂの外面側から挿入され、回転体２９ｂとの対向面側の面位置に端面が来るように配置される。なお、固定部２１ｂと回転体２９ｂとの間にもギャップ３３ａと同様のギャップが形成され、ギャップを介してファイバ３１ｂと各ファイバ１３とが光学的に接続される。
【００６５】
なお、ファイバ３１ｂ側からファイバ１３へ入光せずに、当該ギャップで漏れた光が、隣り合う他の光ファイバ１３に入光することを防ぐため、回転体２９ｂと固定部２１ｂとの互いの対向面には、光の反射を抑制する反射防止膜のコーティングや梨時処理等を施すことが望ましい。同様に、ファイバ３１ａ側からファイバ９へ入光せずに、当該ギャップで漏れた光が、隣り合う他の光ファイバ９に入光することを防ぐため、回転体２９ａと固定部２１ａとの互いの対向面には、光の反射を抑制する反射防止膜のコーティングや梨時処理等を施すことが望ましい。
【００６６】
次に、光スイッチ１１の動作について説明する。図８は、ファイバ９ａ、９ｂ、９ｃとファイバ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ（簡単のためファイバ１３は３本のみ示す）の位置関係を示す模式図である。
【００６７】
図８（ａ）に示す状態では、ファイバ９ａ（たとえば光源３ａと接続される）がファイバ３１ａと対向する。したがって、光源３ａからの光は、ファイバ９ａからファイバ３１ａに光接続される。なお、この状態では、ファイバ９ｂ、９ｃ（光源３ｂ、３ｃ）からは光が送られることがない。同様に、ファイバ３１ｂがファイバ１３ａ（たとえば試料室１５ａと接続される）と対向する。したがって、ファイバ３１ｂとファイバ１３ａとが光接続される。また、ファイバ３１ａは常にファイバ３１ｂと光接続されるため、光源側のファイバ９ａと試料室側のファイバ１３ａとが光接続される。
【００６８】
ずなわち、図８（ａ）に示す状態では、ファイバ９ａ（光源３ａ）からの照射光を試料室１５ａに照射することができるとともに、試料室１５ａからの戻り光をファイバ９ａ（検出器１７ａ）側に戻すことができる。
【００６９】
次に、図８（ｂ）に示すように、図８（ａ）の状態から所定間隔で配置されたファイバ１３同士の１ピッチ分だけ回転体２９ｂを回転させると、ファイバ３１ｂがファイバ１３ｂの位置に対応する位置に移動する。この状態では、ファイバ９ａ（光源３ａ）は、ファイバ１３ｂと光接続される。
【００７０】
同様に、図８（ｃ）に示すように、図８（ｂ）の状態から所定間隔で配置されたファイバ９同士の１ピッチ分だけ回転体２９ａを回転させると、ファイバ３１ａがファイバ９ｂの位置に対応する位置に移動する。この状態では、ファイバ９ｂ（光源３ｂ）は、ファイバ１３ｂと光接続される。以上のように、回転体２９ａ、２９ｂを所定角度（ファイバの配置角度）ずつ回転させ、対応する光源から光を照射することで、全てのファイバ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、・・・、１３ｌに光源側のファイバ９ａ、９ｂ、９ｃを光接続することが可能となる。
【００７１】
なお、ファイバ１３は固定部２１ｂおよび試料室側で固定される。すなわち、ファイバ１３の本数以上の試料室の検体を測定するためには、試料室側のトレイを移動させてそれぞれのファイバの下部に試料室が来るように制御すれば良い。たとえば、複数列の試料室の測定には、列数分のファイバ１３を光スイッチの切り替えによって順次測定するとともに、複数段の試料室に対しては、試料室トレイを移動させて、移動毎に各列の試料室に対して光スイッチの切り替えによって順次測定すれば良い。
【００７２】
図９は、トレイ３５を示す図であり、トレイ３５上には、複数の試料室Ｗ１１、Ｗ１２、・・・、Ｗｎｍが配置される。なお、図１等においては、試料室として１２個の例を示したが、実際には、一列にｍ個の試料室が配置され、これがｎ段（合計ｎ×ｍ個）配置される。各試料室Ｗには、あらかじめ検体が配置される。
【００７３】
まず、図１０（ａ）に示すように、トレイ３５に対して、照射・受光部３７（３７ａ、３７ｂ、・・・、３７ｘ）が一列に配置される。なお、照射・受光部３７は、ファイバ１３のウェル側の先端およびレンズ１４を示すものである。この際、照射・受光部３７は、対応する試料室Ｗ１１〜Ｗ１ｍの上方にそれぞれ配置される。すなわち、照射・受光部３７は、一列に並列される試料室Ｗの個数と同数だけ一列に配置される。このとき、一列に配置された試料室の数ｍと、照射・受光部３７の数が等しく、ｍ＝ｘとなる。この状態で、前述した光源および光スイッチを制御して、それぞれの試料室Ｗに対して、順次、所定の光を照射して、照射毎に発生する蛍光を受光する。受光した光は適切な光フィルタを介して検出される。なお、検出された光はコンピュータ等の記憶部等に保存され、必要に応じて既存のデータ等との比較が行われ、表示部や出力部に出力される。
【００７４】
一列（Ｗ１１〜Ｗ１ｍ）の測定が終了すると、照射・受光部３７は固定されたまま、トレイ３５が、照射・受光部３７の併設方向とは垂直方向に試料室の設置ピッチ分だけ移動する（図中矢印Ｙ方向）。すなわち、照射・受光部３７の下部には、試料室Ｗ２１〜Ｗ２ｍが位置する。この状態で、前述と同様に、各試料室の検体の測定を順次実施する。以上をｎ回繰り返し、ｍ列×ｎ段の試料室全体についての測定を完了する。上記の他、例えば、測定対象とする複数の試料室を、Ｗ１１〜、Ｗ１２、・・・、Ｗ１（ｍ／２）として、１列の試料室の半分を測定後、試料室を（ｍ／２）だけ行方向に移動して、Ｗ１（ｍ／２）＋１、Ｗ１（ｍ／２）＋２、・・・、Ｗ１ｍまで測定して、さらに上記と同様に照射・受光部３７の併設方向とは垂直方向に試料室の設置ピッチ分だけ移動して測定を行なうこともできる。このように、一列（Ｗ１１〜Ｗ１ｍ）の測定を、１列の試料室の測定を２回、３回など複数回に分けて測定を行なうことができる。
【００７５】
トレイ３５を固定してファイバ１３を動かすと、ファイバ１３が振動等により動きまたは曲がり角度の変化により損失が変化する。設置状態で有する伝送損失に対し、さらにファイバ位置の変動等による損失が重畳されるため、さらに損失が大きくなり、損失が大きくなるとともに、損失が変化することで測定精度が低下する。したがって、本発明では、ファイバ１３側を動かすのではなく、検体を入れた測定用トレイ３５側を移動させる。
【００７６】
第１の実施の形態によれば、簡易な構造でコンパクトであり、短時間で多くの検体を正確に分析可能な蛍光測定装置１を提供することができる。たとえば、最低限の光源３および光スイッチ１１の制御を行うことで、複数の試料室の検体を、極めて迅速に効率良く測定することができる。また、光スイッチ１１は、回転体２９ａ、２９ｂを所定角度で回転させるのみであるため、切り替えが迅速である。
【００７７】
また、光スイッチ１１には、回転体と固定部との間にギャップが形成されるため、回転体が固定部と接触することによる動作不良や摩耗等の問題がない。したがって、確実に光接続を切り替えることができる。
【００７８】
また、光スイッチの固定部側にファイバ９、１３が接続されるため、光スイッチの動作の際に、照射光および戻り光の光路が動くことがない。このため、光路における光伝送損失が変動することがなく、高い精度で測定を行うことができる。また、同様に、複数段の試料室の測定に際して、トレイ側を移動させることで、前述したように各試料室の測定に際して、光路であるファイバが動くことがない。このため、光路における光伝送損失が変動することがなく、高い精度で測定を行うことができる。
【００７９】
通常、光ファイバの伝送損失で問題となるのは、光ファイバの曲がりによる損失である。すなわち、光ファイバを曲げると、コアとクラッドの境界面の全反射角が変化する。各ファイバは各装置間を湾曲して結ばれるため、一定の損失が生じているが、光ファイバに振動等が加えられると、この損失が変動し、個々のファイバによる損失の相違により測定精度が低下する。このような損失は、曲がりが小さい場合は、伝播してきた光が臨界角以下の角度になり、モード変換が起こって伝播してきた光がクラッド層に放射されるためである。
【００８０】
このため、照射光路および受光光路であるファイバ９、１３は、その曲がり角度の変化が生じることがないように、接続される光スイッチの固定部側に接続される。
【００８１】
次に、他の実施の形態について説明する。図１１は、第２の実施形態にかかる光スイッチ４０を示す図である。なお、以下の実施形態において、図４等で示した構成と同一の機能を奏する構成については、図４等と同一の符号を付し、重複した説明を省略する。光スイッチ４０は、光スイッチ１１と略同様の構成であるが、固定部２１ａに直接光源４２等が搭載される点で光スイッチ１１と異なる。
【００８２】
光スイッチ４０の固定部２１ａには、光スイッチ１１のファイバ９に対応するように、軸芯を中心として、同心円上に所定間隔をあけて複数の光源４２が設けられる。光源４２の先端にはそれぞれフィルタ４５およびレンズ４３が設けられる。レンズ４３の表面は、固定部２１ａにおける回転体２９ａとの対向面位置となる。複数の光源４２は、例えばそれぞれ波長の異なる光源であり、前述した光源３ａ、３ｂ、３ｃと同様のものが使用できる。
【００８３】
フィルタ４５は、フィルタ５と同様であり、光源の光軸に対して所定角度で設けられる。たとえば、固定部２１ａの径方向外方に向けて４５°の角度で設けられる。それぞれのフィルタ４５の外方には、さらにフィルタ４５、レンズ４７、および検出器４９がそれぞれ設けられる。すなわち、光スイッチ４０では、光源および光検出器が固定部２１ａに搭載される。
【００８４】
第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、光源４２および検出器４９が固定部２１ａに搭載されるため、振動等が生じることがない。また、直接光源４２等が取り付けられるため、これらを接続するファイバが不要となる。このため、このファイバによる光伝送損失がなく、また、装置をコンパクトにすることができる。
【００８５】
以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。また、本発明の試料室の行と列は、相互に入れ換えても、その他の構成要件が同一であれば発明は成立するものことは言うまでもない。
【００８６】
たとえば、一対の固定部および回転体を有する光スイッチについて説明したが、その一方のみの固定部および回転体を有する光スイッチを用いることもできる。図１２は、固定部２１ａおよび回転体２９ａを有する光スイッチ５０を示す図である。光スイッチ５０は、光スイッチ１と同様の構成であるが、回転体２９ａの固定部２１ａとの対向側とは反対側に、回転体２９ｂに変えてファイバ５１が設けられる。
【００８７】
前述の通り、ファイバ３１ａは、回転体２９ａの回転中心に露出する。ファイバ５１の端部は、回転体２９ａの回転中心に回転体２９ａとギャップをあけて固定される。すなわち、ファイバ３１ａとファイバ５１とが光接続される。なお、回転体２９ａ（ファイバ３１ａ）とファイバ５１との間にはレンズを設けてもよい。ファイバ５１の他の端部は、ウェル上に配置され、ウェル内の検体に対して光を照射し、受光することができる。
【００８８】
光源側の複数のファイバ９は、たとえば、それぞれ異なる波長の光源３ａ、３ｂ、３ｃ（図示せず）に接続される。ファイバ９は固定部２１ａに固定される。回転体２９ａを回転させると、回転体２９ａに固定されたファイバ３１ａの端部はいずれかのファイバ９と光接続される。すなわち、光スイッチ５０を切り替えることで、いずれかのファイバ９をファイバ３１ａに切り替えて光接続することができる。また、ファイバ５１は、回転体２９ａの回転位置によらず、常にファイバ３１ａと光接続されるため、ファイバ９からの光を適宜切り替えてファイバ５１に光接続させることができる。
【００８９】
なお、光源側のファイバ９に変えて、ウェル側のファイバ１３を固定部２１ａに接続してもよい。この場合には、図中のファイバ５１が光源側と接続される。単一の光源からの光は、ファイバ５１を介してファイバ３１ａに導光され、ファイバ３１ａの光は、光スイッチ５０を動作させることで、いずれかのウェルに光を照射することができる。
【００９０】
以上のように、一対の固定部および回転体を有さなくても、単一の光源を複数のウェルに切り替えて照射することができ、または、複数の光源からの光を切り替えて所定のウェルに照射することができる。
【符号の説明】
【００９１】
１………蛍光測定装置
３、３ａ、３ｂ、３ｃ………光源
５、５ａ、５ｂ、５ｃ………フィルタ
７………レンズ
９、９ａ、９ｂ、９ｃ………ファイバ
１１、４０、５０………光スイッチ
１３、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、・・・、１３ｌ………ファイバ
１４………レンズ
１５、１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ………試料室
１７、１７ａ、１７ｂ、１７ｃ………検出器
１７、６５、６７、７０………光スイッチ
１９ａ、１９ｂ………モータ
２１ａ、２１ｂ………固定部
２２ａ、２２ｂ………プーリ
２３ａ、２３ｂ………ベルト
２５ａ、２５ｂ………回転軸
２７ａ、２７ｂ………軸受け
２９ａ、２９ｂ………回転体
３１ａ、３１ｂ………ファイバ
３３ａ、３３ｂ………ギャップ
３５………トレイ
３７………照射・受光部
４１………フィルタ
４２………光源
４３………レンズ
４５………フィルタ
４７………レンズ
４９………検出器
５１………ファイバ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光測定装置に用いられる光スイッチであって、
複数の孔からなる第１の孔群が同心円状に配置された第１の固定部と、
前記第１の固定部と対向するように回転可能に設けられる第１の回転体と、
前記第１の回転体を回転させる駆動部と、
を具備し、
前記第１の回転体には、前記第１の固定部との対向面側の前記第１の孔群に対応する位置と、前記第１の固定部との対向面とは逆側の面の回転中心位置とを光学的に接続するファイバが内蔵され、
前記第１の回転体を回転させることで、前記第１の孔群の任意の孔と前記第１の回転体に内蔵されるファイバとを光学的に接続可能であることを特徴とする光スイッチ。
【請求項２】
前記光スイッチはさらに、
複数の孔からなる第２の孔群が同心円状に配置された第２の固定部と、
前記第１の回転体と前記第２の固定部との間に回転可能に設けられる第２の回転体と、
前記第２の回転体を回転させる駆動部と、
を具備し、
前記第２の回転体は、前記第１の回転体と同一の回転軸上で回転可能であり、前記第２の回転体には、前記第１の回転体との対向面側の回転中心位置と、前記第２の固定部との対向面側の前記第２の孔群に対応する位置とを光学的に接続するファイバが内蔵され、
前記第１の回転体および前記第２の回転体を回転させることで、前記第１の孔群の任意の孔と前記第２の孔群の任意の孔とを光学的に接続可能であることを特徴とする請求項１記載の光スイッチ。
【請求項３】
前記第１の孔群のそれぞれの孔には、前記第１の回転体側に照射可能なそれぞれ波長の異なる光源が光学的に接続されており、前記第１の孔群の任意の孔から前記第１の回転体のファイバに対して前記光源からの出射光を出射し、前記第１の回転体と前記第２の回転体の互いの回転中心で出射光を光学的に接続し、前記第２の回転体のファイバからの出射光を前記第２の孔群の任意の孔に設けられたファイバに出射可能であることを特徴とする請求項２記載の光スイッチ。
【請求項４】
それぞれの前記光源の後方には、前記光源から出射される波長の出射光を光軸方向に透過し、検体から発生した戻り光を光軸方向に対して所定角度で反射するフィルタがそれぞれ設けられ、
前記第２の孔群の任意の孔に設けられたファイバから前記第２の回転体のファイバに対して検体からの戻り光を入射させ、前記第２の回転体のファイバからの戻り光を前記第１の回転体を介して前記第１の孔群の任意の孔に入射させ、前記フィルタで前記戻り光を光軸方向から所定角度で反射させ、光検出器で戻り光を検出可能であることを特徴とする請求項３記載の光スイッチ。
【請求項５】
それぞれの前記光源および前記フィルタは、前記第１の固定部に内蔵され、前記光源はそれぞれレンズを介して前記第１の孔群の孔より出射可能であることを特徴とする請求項４記載の光スイッチ。
【請求項６】
光測定装置であって、
請求項４または請求項５記載の光スイッチを用い、
複数の光源からの出射光を前記光スイッチの前記第２の孔群の孔それぞれに設けられる照射・受光ファイバを介して検体が入れられる複数の試料室それぞれに照射するとともに、それぞれの前記検体からの戻り光を前記照射・受光ファイバで受光し、前記光スイッチを介して前記光検出器で戻り光を検出可能であることを特徴とする光測定装置。
【請求項７】
光測定方法であって、
請求項６記載の光測定装置を用い、
前記第１の孔群の孔と、前記第２の孔群の孔とを前記光スイッチで光接続し、前記光源から前記検体に出射光を照射するとともに前記検体からの戻り光を前記検出器で検出し、
前記第１の回転体および前記第２の回転体の少なくとも一方を動作させ、前記第１の孔群の孔および前記第２の孔群の孔の少なくとも一方の位置を切り替えることで、任意の光源と任意の検体とを光接続し、複数の光源により複数の検体の測定を行うことを特徴とする光測定方法。
【請求項８】
光源側と試料室側との光接続を順次切り替えて、光スイッチを動作させて複数の光源により複数の検体の測定を行うときに、照射する光源情報と照射される検体に対応する試料室位置情報とを、光検出器で検出した光強度情報と対応させ、必要に応じてコンピュータの記憶部あるいは外部記憶媒体に保存することを特徴とする請求項７に記載の光測定方法。
【請求項９】
さらに、測定した前記光強度情報とあらかじめ設定された基準光強度情報との比較を行い、表示部に出力することを特徴とする請求項８に記載の光測定方法。
【請求項１】
光測定装置に用いられる光スイッチであって、
複数の孔からなる第１の孔群が同心円状に配置された第１の固定部と、
前記第１の固定部と対向するように回転可能に設けられる第１の回転体と、
前記第１の回転体を回転させる駆動部と、
を具備し、
前記第１の回転体には、前記第１の固定部との対向面側の前記第１の孔群に対応する位置と、前記第１の固定部との対向面とは逆側の面の回転中心位置とを光学的に接続するファイバが内蔵され、
前記第１の回転体を回転させることで、前記第１の孔群の任意の孔と前記第１の回転体に内蔵されるファイバとを光学的に接続可能であることを特徴とする光スイッチ。
【請求項２】
前記光スイッチはさらに、
複数の孔からなる第２の孔群が同心円状に配置された第２の固定部と、
前記第１の回転体と前記第２の固定部との間に回転可能に設けられる第２の回転体と、
前記第２の回転体を回転させる駆動部と、
を具備し、
前記第２の回転体は、前記第１の回転体と同一の回転軸上で回転可能であり、前記第２の回転体には、前記第１の回転体との対向面側の回転中心位置と、前記第２の固定部との対向面側の前記第２の孔群に対応する位置とを光学的に接続するファイバが内蔵され、
前記第１の回転体および前記第２の回転体を回転させることで、前記第１の孔群の任意の孔と前記第２の孔群の任意の孔とを光学的に接続可能であることを特徴とする請求項１記載の光スイッチ。
【請求項３】
前記第１の孔群のそれぞれの孔には、前記第１の回転体側に照射可能なそれぞれ波長の異なる光源が光学的に接続されており、前記第１の孔群の任意の孔から前記第１の回転体のファイバに対して前記光源からの出射光を出射し、前記第１の回転体と前記第２の回転体の互いの回転中心で出射光を光学的に接続し、前記第２の回転体のファイバからの出射光を前記第２の孔群の任意の孔に設けられたファイバに出射可能であることを特徴とする請求項２記載の光スイッチ。
【請求項４】
それぞれの前記光源の後方には、前記光源から出射される波長の出射光を光軸方向に透過し、検体から発生した戻り光を光軸方向に対して所定角度で反射するフィルタがそれぞれ設けられ、
前記第２の孔群の任意の孔に設けられたファイバから前記第２の回転体のファイバに対して検体からの戻り光を入射させ、前記第２の回転体のファイバからの戻り光を前記第１の回転体を介して前記第１の孔群の任意の孔に入射させ、前記フィルタで前記戻り光を光軸方向から所定角度で反射させ、光検出器で戻り光を検出可能であることを特徴とする請求項３記載の光スイッチ。
【請求項５】
それぞれの前記光源および前記フィルタは、前記第１の固定部に内蔵され、前記光源はそれぞれレンズを介して前記第１の孔群の孔より出射可能であることを特徴とする請求項４記載の光スイッチ。
【請求項６】
光測定装置であって、
請求項４または請求項５記載の光スイッチを用い、
複数の光源からの出射光を前記光スイッチの前記第２の孔群の孔それぞれに設けられる照射・受光ファイバを介して検体が入れられる複数の試料室それぞれに照射するとともに、それぞれの前記検体からの戻り光を前記照射・受光ファイバで受光し、前記光スイッチを介して前記光検出器で戻り光を検出可能であることを特徴とする光測定装置。
【請求項７】
光測定方法であって、
請求項６記載の光測定装置を用い、
前記第１の孔群の孔と、前記第２の孔群の孔とを前記光スイッチで光接続し、前記光源から前記検体に出射光を照射するとともに前記検体からの戻り光を前記検出器で検出し、
前記第１の回転体および前記第２の回転体の少なくとも一方を動作させ、前記第１の孔群の孔および前記第２の孔群の孔の少なくとも一方の位置を切り替えることで、任意の光源と任意の検体とを光接続し、複数の光源により複数の検体の測定を行うことを特徴とする光測定方法。
【請求項８】
光源側と試料室側との光接続を順次切り替えて、光スイッチを動作させて複数の光源により複数の検体の測定を行うときに、照射する光源情報と照射される検体に対応する試料室位置情報とを、光検出器で検出した光強度情報と対応させ、必要に応じてコンピュータの記憶部あるいは外部記憶媒体に保存することを特徴とする請求項７に記載の光測定方法。
【請求項９】
さらに、測定した前記光強度情報とあらかじめ設定された基準光強度情報との比較を行い、表示部に出力することを特徴とする請求項８に記載の光測定方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−７３１９５（Ｐ２０１２−７３１９５Ａ）
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２２０１１４（Ｐ２０１０−２２０１１４）
【出願日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【出願人】（５０９１３３７６８）株式会社古河電工アドバンストエンジニアリング (7)
【出願人】（０００００５２９０）古河電気工業株式会社 (4,457)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月３０日（２０１０．９．３０）
【出願人】（５０９１３３７６８）株式会社古河電工アドバンストエンジニアリング (7)
【出願人】（０００００５２９０）古河電気工業株式会社 (4,457)
【Ｆターム（参考）】
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